Перспективы развития беспилотных автомобилей реферат

Обновлено: 05.07.2024

Беспилотный автотранспорт ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

1. Описание базовой технологии

2. Описание конкурирующих технологий

3. Сравнительная таблица Выводы по сравнительной таблицы Заключение Литература

Введение

С каждым днём к нам приближается недалекое и так отчетливо видимое электронное будущее, которое принесет нам массу нововведений. Уже сегодня мы можем наблюдать за рождением новых, ярких идей и технологий. Одной из наиболее интересных, перспективных и массовых технологий является идея создания беспилотного автотранспорта.

В наше время развитие беспилотного автотранспорта разделилось на 3 основных направления:

— потребительское (личное авто, такси, городская авто транспортная сеть)

— промышленное (специализированная техника)

— военное (боевые машины различного спектра задач) В данный момент развитие беспилотного транспорта идет по всем перечисленным направлениям. Однако именно развитие потребительского беспилотного автотранспорта является основной задачей для общества. Давайте постараемся выяснить, почему именно это направление заслуживает особого внимания. Также сравним, какая конкретная модель добилась более наглядных результатов, вне зависимости от направления развития и цели использования.

Создание Беспилотного автотранспорта в потребительской сфере:

— Исключит злоупотребление скоростью:

Скорость — основной фактор риска дорожно-транспортного травматизма в большинстве стран. Молодые водители-мужчины особенно склонны не соблюдать соответствующий скоростной режим. Снижение средней скорости на 1 км/час приводит к уменьшению числа аварий со смертельным исходом на 4−5%. Снижение скорости движения транспорта также является защитным фактором для пешеходов.

— Исключит вождение в нетрезвом состоянии Автомобиль не позволит человеку сесть за руль самому, если тот находится в нетрезвом виде. Употребление алкоголя за рулем повышает как вероятность аварии, так и тяжесть травм. Вероятность попадания в аварию у мужчин-водителей подросткового возраста как минимум в пять раз выше, чем у водителей в возрасте 30 лет и старше при всех уровнях алкоголя в крови, превышающих нулевой.

— Поможет Службам неотложной помощи и поможет сократить объем и количество пробок в мегаполисах:

Рис 1. Концептуальные EPORO

На данный момент времени уже создано несколько прототипов-моделей беспилотного авто заслуживающих особого внимания:

2. Описание конкурирующих технологий

Volkswagen Стенли (позже проект получил имя Junior)

В 2005 году измененный Volkswagen, получивший название Стенли, превратил научную фантастику в реальность. Это технологическое чудо, построенное командой из Стэнфорда, проехало по маршруту длиной больше 150 километров по пустыне полностью автономно. В транспортном средстве не было никаких людей, и никто не передавал инструкции снаружи. (1)

Топ скорость регулируется электронным способом на 130,00 миль в час. (3)

Рис 3. Победа Volkswagen Стенли В ноябре 2007 года аналогичные соревнования автомобилей-роботов под эгидой DARPA будут проходить уже в городских условиях и получат название DARPA Urban Challenge. Самоуправляемые автомобили должны будут продемонстрировать способность ориентироваться в реальных условиях уличного движения. Команда Стэнфордского университета, поддержку которой оказывает корпорация Intel, специально для данных гонок разработала новый проект под названием «Junior.

Гонки DARPA Urban Challenge будут проходить в условиях, имитирующих поток транспорта в городе. Участникам придется отслеживать перемещения других автомобилей и не только соблюдать рутинные правила дорожного движения, но и учитывать право преимущественного проезда, а также в режиме реального времени разбираться в других сложных дорожных ситуациях.

Лимузин Hongqi HQ3 от Китайского автопроизводителя FAW

Беспилотный Hongqi HQ3 был представлен публике на местном автошоу в Китае. Автомобиль смог разогнаться до 60 километров в час, однако, по словам создателей, его расчетная максимальная скорость достигает 150 километров в час. (4)

Рис 4. Презентация Лимузина Hongqi HQ3

Беспилотный внедорожник Chevrolet Tahoe

Рис 5. Испытание GM Chevrolet Tahoe

Возможность ориентации на местности автомобилю обеспечивает комплекс электронных систем, включающий LIDAR (активный дальномер оптического диапазона), радар и систему прокладки маршрута/GPS. Комплекс способен распознавать геометрию дороги и определять наличие препятствий и других автомобилей на дороге, а также использует интеллектуальные технологии и компьютерное программное обеспечение для вычисления безопасной траектории движения, что позволяет автомобилю избегать столкновения с препятствиями во время движения по заданному маршруту. (7)

В соревнования машина преодолела городскую дистанцию длиной около 90 километров за 4 часа. Средняя скорость составила примерно 22 километра в час. (8)

City Pal от японской автомобильной компании HONDA

City Pal представляет собой малогабаритный переднеприводной электромобиль размерами 3210×1645×1645 мм с синхронным двигателем на постоянных магнитах. Его максимальная скорость 110 километров в час, запас хода на полностью заряженных аккумуляторах 130 километров. Несмотря на небольшие размеры, в электромобиле достаточно просторный для водителя и пассажира салон и багажник большой вместимости. City Pal оснащен кондиционером и современной навигационной системой. Кроме того, в нем есть оборудование для автоматического (беспилотного) управления и зарядки.

Рис 6. Двухместный электромобиль City Pal

Сверхминиатюрный одноместный мини-электромобиль Step Deck предназначен для езды в густонаселенном городе. По всему периметру кузова машины снаружи установлены подножки-бамперы. Благодаря такой конструкции Step Deck можно парковать буквально вплотную к другим машинам в самых стесненных условиях. Габаритные размеры мини-электромобиля 2400×185×1690 мм. На стоянке, предназначенной для одного обычного легкового автомобиля, можно разместить четыре такие машины. Комбинированная силовая установка с приводом на заднюю ось состоит из четырехтактного ДВС объемом 49 см 3 с водяным охлаждением и синхронного электромотора с постоянными магнитами, что позволяет развивать скорость до 60 километров в час.

Рис 7. Городской одноместный мини-электромобиль Step Deck

Volkswagen — Spirit of Berlin

На прошедшей недавно в Ганновере Международной промышленной выставке в павильоне робототехники был представлен автомобиль Spirit of Berlin, способный работать без водителя. Машина участвовала в прошлогодних беспилотных автогонках, которые организует научно-исследовательское подразделение Пентагона DAPRA (американцы намерены к 2015 году перевести на беспилотный режим треть своей военной техники).

Dodge Grand Caravan стоимостью 25 000 долларов немецкие разработчики снабдили системой идентификации объектов на дороге: на авто установлен лазер, считывающий дорожную разметку на дистанции 150 м, видеокамера с зеркалом для обзора на 360 градусов, трехмерный сканер, GPS, лазеры, контролирующие препятствия и едущие параллельно машины, а также 4 компьютера IBM. Сканер каждые две секунды обновляет трехмерную картинку дороги, эти данные пополняет информация с видеокамер.

Volkswagen также участвует в гонках DARPA и также планирует начать установку автопилотов на серийные машины. В Ганновере концерн представил систему, позволяющую парковать машину без участия водителя. С помощью камер, вмонтированных в зеркала заднего вида, и восьми ультразвуковых датчиков Volkswagen припарковался за 38 секунд. Система парковки, предложенная автоконцерном, может быть запущена в серийное производство через 5 лет. (10)

Средняя скорость полностью роботизированного авто — примерно 40 км/ч, объясняет Хартмут Зурман, один из разработчиков Spirit of Berlin. (11)

Вторым по приоритету должно стоять развитие промышленного беспилотного автотранспорта.

Рассмотрим основные идеи и стремления этого направления на конкретном примере:

БелАЗ — беспилотный самосвал Уже осенью 2009 года Белорусский автозавод планирует познакомить специалистов со своей очень интересной новинкой: многотонным карьерным самосвалом, который без водителя сможет передвигаться по заданному маршруту. Условия, в которых постоянно работают подобные машины, можно назвать экстремальными: им приходится передвигаться в условиях густого тумана, при большой плотности пыли, высоком уровне загазованности окружающего воздуха.

Рис 10. БелАЗ в действии Убрать человека из кабины самосвала — такую цель поставили перед собой создатели карьерной техники. Спустя годы напряженного труда можно сказать, что эта задача приблизилась к своему разрешению. Автоматизацией управления тяжелыми машинами занимаются многие производители. Известно, что опытные образцы уже испытывают компании Komatsu и Caterpillar. К решению задачи подключены такие серьезные организации как Университет Карнеги (США), специалисты которого активно работают над проблемой роботизации автомобилей. По их мнению, серийная модель может появиться не ранее, чем через 5 лет [27, "https://referat.bookap.info"].

Отрадно, что на этом фоне белорусские инженеры не выглядят отстающими. Им также помогают ученые-специалисты. К работе подключен Институт физики АН Республики Беларусь. Кстати, недавно в Институте разработали лазерный газоанализатор для дистанционного контроля промышленных выбросов, на основе которого в настоящее время ведется работа по созданию лазерного локатора для самосвалов. Разработчики надеются, что уже в 2010 году им можно будет оснащать серийные автомобили. Значение реализации задуманного трудно переоценить. Уже сейчас опытные экземпляры локатора позволяют опознать лицо человека в густом тумане. В реальных условиях это устройство способно не только снизить вероятность аварий, но и увеличить производительность техники (зачастую, эксплуатация самосвалов в условиях плохой видимости бывает невозможна). Экспериментальные автомобили с установленным перед глазами водителя экраном, заслужили полное одобрение эксплуатационников. Водители замечают, что новейшая система работает настолько информативно, что позволяет ночью не пользоваться светом фар. Важно отметить, что лазерной установке не мешают ни дождь, ни снег, ни пыльные бури. Она выполняет свою функцию исправно, информируя водителя о том, что у него находится перед машиной.

Поскольку результаты испытаний признаны положительными, можно надеяться, что вскоре серийные БелАЗы будут оснащать подобной лазерной локационной установкой.

Сегодня БелАЗ контролирует до 30 процентов мирового рынка карьерных самосвалов грузоподъемностью от 110 до 130 т. Удержаться на этой высокой планке можно только внедряя самые современные технологии. И с этим, кажется, на заводе все в порядке. (13)

Третьим в приоритете развития беспилотного автотранспорта является военное направление.

Основной целью со слов военных — является уменьшение количества человеческих жертв во время конфликтов, увеличение обороноспособности государства. Но давайте взглянем правде в глаза, с учетом нынешних (не говоря уже о будущих) технологий, способных в кратчайшие сроки уничтожить всё живое на земле — оружие это не то, на что стоит ставить. Наличие беспилотных дистанционных боевых машин — должно быть лишь неким сдерживающим фактором, но не более. К сожалению, государства всего мира в первую очередь делают акцент на развитие именно военного направления.

Давайте взглянем на прототипы военных:

Рис 11. Т2 на полигоне Робот T2, также известный как TAC-C (Tactical Autonomous Combat-Chassis), разрабатывается американской компанией в различных модификациях. Предполагается, что на основе автономного шасси будет создана машина для перевозки людей, командный, санитарный, разведывательный и тыловой автомобили, а также другие образцы военной техники.

Технологии военных всегда обладают наибольшим потенциалом в развитии благодаря инвестициям и поддержки государством. Конгресс США гласит, что к 2015 году треть военных транспортных средств должны быть беспилотными. (14)

3. Сравнительная таблица Теперь, после того как мы познакомились с самыми известными и выдающимися моделями беспилотного авто, перед нами стоит нелегкая задача — постараться понять, какая модель лидирует на фоне остальных с учетом пользы для будущего человечества. Для этого давайте взглянем на сравнительную таблицу:

В этой работе мы узнаем об основных причинах и целях создания и развития этой технологии, что она обещает дать человечеству, какие негативные факторы может устранить отсутствие человеческого фактора

В наше время развитие беспилотного автотранспорта разделилось на 3 основных направления:

потребительское (личное авто, такси, городская автотранспортная сеть);
промышленное (специализированная техника);
военное (боевые машины различного спектра задач).

В данный момент развитие беспилотного транспорта идет по всем перечисленным направлениям. Однако, именно развитие потребительского беспилотного автотранспорта является основной задачей для общества. Давайте постараемся выяснить, почему именно это направление заслуживает особого внимания. Также сравним, какая конкретная модель добилась более наглядных результатов, вне зависимости от направления развития и цели использования.

Доверили бы вы свою жизнь беспилотному автомобилю?

Беспилотные автомобили

Беспилотный автомобиль (также, робомобиль) — транспортное средство, оборудованное системой автоматического управления, которое может передвигаться без участия человека.

Обычно устанавливаемые датчики:

LIDAR — дальномер оптического распознавания;
Система стереозрения;
Система глобального позиционирования (GPS, Глонасс);
Гиростабилизатор.

Программное обеспечение беспилотного автомобиля может включать машинное зрение и нейросети.

Некоторые системы полагаются на инфраструктурные системы (например, встроенные в дорогу или около неё), но более продвинутые технологии позволяют имитировать присутствие человека на уровне принятия решений о изменении положения руля и скорости, благодаря набору камер, сенсоров, радаров и систем спутниковой навигации.

Причины и цели создания беспилотных автомобилей

Развитие беспилотного автотранспорта для общества должно быть приоритетной задачей для человечества.

Создание Беспилотного автотранспорта в потребительской сфере:

Исключит злоупотребление скоростью:
- Скорость – основной фактор риска дорожно-транспортного травматизма в большинстве стран. Молодые водители-мужчины особенно склонны не соблюдать соответствующий скоростной режим. Снижение средней скорости на 1 км/час приводит к уменьшению числа аварий со смертельным исходом на 4–5%. Снижение скорости движения транспорта также является защитным фактором для пешеходов.
Исключит вождение в нетрезвом состоянии:
- Автомобиль не позволит человеку сесть за руль самому, если тот находится в нетрезвом виде. Употребление алкоголя за рулем повышает как вероятность аварии, так и тяжесть травм. Вероятность попадания в аварию у мужчин-водителей подросткового возраста как минимум в пять раз выше, чем у водителей в возрасте 30 лет и старше при всех уровнях алкоголя в крови, превышающих нулевой.
Поможет Службам неотложной помощи и поможет сократить объем и количество пробок в мегаполисах:
- Машины научаться общаться друг c другом. Многие жертвы дорожных аварий умирают до поступления в больницу из-за невозможности вовремя доехать до больного или довести его до больницы. Улучшение работы служб неотложной помощи, начиная с места происшествия до медицинского учреждения, повышает шансы на выживание тех, кто попал в дорожно-транспортную аварию, и позволит избежать длительного лечения травм и инвалидности.

Преимущества и недостатки беспилотных автомобилей

кардинальная минимизация ДТП и практически полное исключение человеческих жертв (по крайней мере, среди пассажиров находящихся внутри автомобиля), отсюда значительное снижение расходов на страхование и медицину быстрого реагирования;
снижение стоимости транспортировки грузов и людей за счёт экономии на заработной плате и времени отдыха водителей, а также экономии топлива;
повышение эффективности использования дорог за счёт централизованного управления транспортным потоком;
снижение потребности в индивидуальных автомобилях за счет развития систем типа каршеринга;
повышение пропускной способности дорог за счёт сужения ширины дорожных полос (в более отдаленной перспективе).

появляется возможность самостоятельно перемещаться на роботизированном автомобиле для людей без водительских прав, возможно, включая несовершеннолетних;
экономия времени, ныне затрачиваемого на управление ТС, позволяет заняться более важными делами (например приступить к работе за компьютером уже во время поездки в автомобиле) или отдохнуть.

Прочие преимущества:

перевозка грузов в опасных зонах, во время природных и техногенных катастроф или военных действий;
в более отдалённой перспективе снижение глобальной экологической нагрузки как за счет количественной оптимизации парка автомобилей, так и за счет более широкого использования для их передвижения альтернативных видов энергии.

Ответственность за нанесение ущерба (зависит от режима вождения) ;
Утрата возможности самостоятельного вождения автомобиля. Возможно для любителей непосредственного вождения автомобиля будут выделяться специальные дороги с дополнительными мерами по обеспечению безопасности по типу нынешних автомотогоночных трасс, но отделённые от общей сети дорог для передвижения автономных автомобилей;
Ненадёжность ПО, уязвимого, в том числе, к взлому и слежке;
Потеря приватности ;
Минирование беспилотных автомобилей ;
Потеря рабочих мест людьми, чья работа связана с вождением транспортных средств ;
Отсутствие опыта вождения у водителей в критической ситуации ;
Этический вопрос о наиболее приемлемом числе жертв, аналогичный проблеме вагонетки, стоящий перед компьютером автомобиля при неизбежном столкновении .

Хронологическая лента

Заключение

Итак, представим себе недалекое будущее: закончив работу, вы подходите к автомобилю, нажимаете кнопку и, сообщив адрес пункта назначения, спокойно начинаете заниматься своими делами — читаете книжку, смотрите фильм или же просто хотите немного вздремнуть. Заманчиво, не правда ли? Особенно если предстоит пробираться с черепашьей скоростью по вечерним пробкам.

В это же время, где в другом месте идет работа в карьере, в опасном для человека месте. Здесь 24 часа в сутки и семь дней в неделю беспилотный самосвал показывает едва ли не вдвое большую производительность в сравнении с прошлыми (машины нашего времени) аналогичными машиной, управляемой людьми.

Таким образом, развитее беспилотного автотранспорта поможет уменьшить те страшные цифры жертв погибших и получивших травмы в автокатастрофах.

Увеличит добычу сырья на предприятиях, исключив вынужденный труд человека во вредных для организма условиях. Все это приведёт к увеличению гуманизации уровня жизни.

Остается только понять, какую роль в мире будущего станут играть сотрудники ГИБДД, ведь очевидно, что штрафовать роботов, правила дорожного движения, которого прошиты еще на заводе, будет просто не за что. А вот автожурналистам придется основательно подумать над форматом тест-драйвов будущего.

Рынок беспилотных технологий находится на стадии зарождения, однако развитие происходит столь стремительными темпами, что не остается сомнений – беспилотной будущее уже наступило. Эксперты уверены, что к 2028 году объем рынка роботизированных автомобилей составит минимум 42 млрд долларов, а доля робокаров в мировых продажах достигнет 13%.

Исследование и анализ рынка будущих беспилотников

Любые, даже самые оптимистичные прогнозы относительно рынка беспилотных технологий сегодня воспринимаются серьезно. Практически все международные IT-корпорации и авто-гиганты уже успели представить миру прототипы самоуправляемых машин, а законодательство некоторых стран уже адаптировалось к активному внедрению беспилотников на общественные дороги. Поэтому прогнозы в этом направлении весьма интересны как для бизнеса, так и для простого потребителя.

Приведем самые интересные факты из прогноза Json & Partners, для построения которого брались оценки известных мировых компаний (JP Морган, Статиста, PWC, HIS, BCG, BI Intelligence, GSMA и др).

Ключевые выводы исследования Json & Partners

Исследование компаний Intel и Strategy Analytics

Несколько интересных фактов:

Эксперты уверены, что доля беспилотников в мировом автопроме уже в 2023 году будет свыше $9 млрд, она вырастет в 3,5 раза по сравнению с 2016 годом. При этом первые беспилотные автомобили появятся на дорогах уже в 2019-2020 гг и их количество составит как минимум 150 000 штук. Компания BCG прогнозирует выпуск больше 14 млн автономных автомобилей к 2026 году, и 500 000 из них будут четвертого уровня, то есть полностью самоходными. Объем рынка беспилотников к этому времени составит $42 млрд.

Агентство Fortune прогнозирует увеличение несчастных случае при тестировании беспилотных автомобилей в 2018 г. Количество тестовых программ беспилотного передвижения возрастет настолько, что придется увеличивать число зон для тестирования робокаров.

На продаже данных будут зарабатывать больше, чем на беспилотниках

Беспилотные системы будут знать в каких торговых центрах вы покупаете продукты, где предпочитаете обедать и какими услугами пользуетесь чаще всего. Интеллектуальные автомобили станут бездонным источником информации для компаний, которые торгуют персональными данными. А это будет приносить автоконцернам до 5 000$ дополнительной прибыли с каждой умной машины ежегодно. Таким образом после 2020 года намного больше можно будет заработать на продаже данных, чем на реализации самих беспилотных авто.

Рост уровня безопасности вождения, снижение количества аварий и общего числа авто на дорогах приведет к сокращению рынка страхования на 10% к 2023 году, и на 80% уже к 2040.
Страховые полисы будут покупать не частные автовладельцы, а компании, и скорее всего это будут автопроизводители, которые будут закладывать стоимость страховки в цену авто.

Измеритель диаметра, измеритель эксцентриситета, автоматизация, ГИС, моделирование, разработка программного обеспечения и электроники, БИМ

Автомобильная индустрия претерпевает существенную трансформацию: крупнейшие производители машин совместно с ИТ и телеком разработчиками идут к созданию транспортных средств с возможностью полностью автономного вождения. Тренд уже очевиден – в будущем беспилотный транспорт станет массовым явлением, но на пути к эпохе полностью автономных автомобилей еще предстоит решить массу задач. В том или ином виде функции беспилотного вождения – например, парковки или езды на определенных типах дорог, уже есть в некоторых коммерчески доступных моделях автомобилей.

Однако системы управления автомобилем, на которые можно было бы полностью положиться, заменив ими водителя, все еще находятся в разработке. Автомобили с частично автоматизированным вождением уже коммерчески доступны, следующий шаг – полностью автономные машины.

Одной из наиболее продвинутых компаний в области автопилота можно назвать Tesla. Она уже продает электромобили Model S и Model X с такой функцией. Во время поездки система распознает сотни элементов: дорожная разметка и знаки, светофоры, пешеходов и другие автомобили и даже смазываемый во время движения фон.

Не первый год разработки в этой области ведет BMW. Компания планирует оснащать все свои электрические модели автономными технологиями с 2021 года. Седан 5-Series нового поколения с системой автономного управления BMW демонстрировала в начале 2017 года. Позже, на Мобильном конгрессе в Барселоне BMW показывала совместный с Ericsson и Intel проект автомобиля, подключенного к пилотной сети 5G.

Там же компания демонстрировала образец автомобиля BMW 740-e, оснащенного системой автономного вождения на базе платформы Intel GO, которую компания разрабатывает специально для автоиндустрии, и технологий Mobileye, которая ранее разрабатывала систему автопилота для Tesla.

На этой же выставке Peugeot показала прототип автомобиля с функцией беспилотного вождения и подключением к облачной платформе интернета вещей Samsung Artik, которая может агрегировать данные с умных часов, телефона водителя и соцсетей. В машине доступны два автономных режима вождения — Autonomous Sharp и Autonomous Soft. Первый – если нужно быстро добраться из одной точки в другую, второй – для комфортных долгих поездок, в которых можно посмотреть фильм или просто отдохнуть.

Там же был представлен и первый гоночный автомобиль-беспилотник – Robocar от компании Roborace, которой руководит бывший замминистра связи России Денис Свердлов. Автомобиль оснащен пятью лазерными и двумя обычными радарами, 18 сенсорами и 6 камерами.

Из российских разработчиков систем беспилотного вождения можно выделить Cognitive Technologies. Компания разрабатывает систему автономного вождения C-Pilot. Прототип решения тестировался на базе автомобиля Nissan. Своим основным конкурентом компания видит израильскую Mobileye – разработчика аналогичной системы для автомобилей Tesla. По итогам испытаний в марте 2017 года президент Cognitive Technologies Ольга Ускова сообщала, что по параметру распознавания система ее компании превышает результаты Mobileye.

На Мобильном конгрессе в компании Otto, рассказывали, что ее беспилотные грузовики уже можно встретить на дорогах Колорадо и Финикса. В партнерстве с Volvo эти грузовики оснащены 3D-камерами, сенсорами на крыше и бампере, лазерным радаром и технологией компьютерного зрения, позволяющей замечать пешеходов и другие транспортные средства.

В декабре 2016 года сервис такси Uber уже запустил тестирование беспилотных автомобилей Volvo в Сан-Франциско, США. Система случайным образом выбирает пользователей сервиса UberX и назначает им беспилотную версию автомобиля Volvo XC90. Для безопасности в машине находятся два сотрудника Uber, которые располагаются на передних местах.

Есть и много других примеров.

В 2016 году в США автомобиль на электромобиль Tesla Model S попал в аварию, в которой погиб водитель. Инцидент произошел в мае на нерегулируемом перекрестке в городе Уиллистон, штат Флорида. Большегрузная фура, двигавшаяся навстречу Tesla, совершила левый поворот на второстепенную дорогу. Система автоматического управления автомобиля из-за большого дорожного просвета прицепа не распознала появившееся впереди препятствие и не активировала тормозную систему. Расследование показало, что в самой системе технических дефектов не было. А представители Tesla ранее предупреждали, что данная технология не предназначена для работы без участия человека.

В конце 2016 года Коалиция велосипедистов Сан-Франциско пришла к выводу, что беспилотные автомобили на базе Volvo XC90, которые на улицах этого города испытывала Uber Technologies, представляют серьезную опасность для велосипедистов. Они выявили, что автомобили в беспилотном режиме нарушают действующие правила ПДД и выполняют повороты прямо через велосипедные полосы. После этого Uber занялась доработкой программного обеспечения автопилота.

Беспилотный автомобиль Google в 2015 году угодил в первое ДТП, в результате которого оказались пострадавшие. В аварию попал самоуправляемый внедорожник Lexus, в салоне которого находилось трое сотрудников Google. Это ДТП для компании стало первым, в котором пострадали люди.

Вызовы на пути к беспилотнику

На пути к беспилотным автомобилям еще предстоит решить много технологических и юридических задач. Разработчики сходятся во мнении, что одна из ключевых – обеспечить автомобили возможностями высокоскоростного сетевого подключения. Сети пятого поколения рассматриваются как драйвер технологий автономного вождения: они позволят автомобилю максимально оперативно получать информацию и взаимодействовать с другими автомобилями и окружающей его инфраструктурой.

Минимальные задержки передачи информации, которые ожидаются в 5G, являются критическими для беспилотных автомобилей при их массовом использовании. Высокоскоростная связь позволит мгновенно принимать и передавать данные от одного автомобиля к другому. Информация об изменениях в движении одного автомобиля, например, о торможении, позволит сразу же корректировать действия окружающих его машин.

По состоянию на начало 2017 года стандарта связи 5G еще не существует. В его разработке задействованы регуляторы, мировые телеком-компании и производители оборудования. 3GPP (3rd Generation Partnership Project) — организация, утверждающая международные стандарты сотовой связи – планирует полностью завершить работу по тестированию и стандартизации технологий беспроводной связи пятого поколения в 2020 году.

В феврале 2017 года Международный союз электросвязи опубликовал первую версию рабочего черновика спецификации, описывающей сеть 5G. Проект документа устанавливает планку ожидаемой производительности нового стандарта IMT-2020: предполагается, что средняя скорость скачивания в 5G-сетях для пользователей составит 100 мегабит в секунду, а загрузки — 50 Мбит/с. При этом время ожидания не превысит 4 мс (для 4G LTE этот значение составляет около 20 мс).

Разработку интерфейса для систем V2X, которые смогут работать с сетями нового поколения, ведет, например, Qualcomm. В компании рассказывают, что планируют до конца года провести тестирование прототипа в составе конечных устройств в Германии в партнерстве с рядом компаний, в числе которых Ericsson, Audi.

В марте 2017 года руководитель разработки мобильных онлайн-сервисов Volkswagen Николай Раймер (Nikolai Reimer) отмечал, что одна из ключевых задач – обеспечить машины возможностями связи. Этот вопрос компания считает настолько важным, что около трех лет назад даже приобрела европейский центр исследований и разработок Blackberry с командой примерно из 200 инженеров.

На базе этого подразделения Volkswagen теперь развивает центр компетенции по решениям связи для своих автомобилей. Он обеспечивает разработку технологий, которые смогут применяться в подключенных автомобилях в будущем. В их числе – блоки управления связью. Volkswagen рассчитывает в будущем обеспечивать себя ими сам. Николай Раймер считает, что компания должна больше инвестировать в эти разработки.

Автономный автомобиль должен знать с точностью до сантиметров, где именно он находится и что находится далее на дороге вне зоны текущей физической видимости. В картографической компании Here (ранее принадлежала Nokia) отмечают, что карты высокой точности – фундаментальный элемент в дополнение к сенсорам и камерам для того, чтобы беспилотный автомобиль мог ориентироваться в окружающей его обстановке.

Карты должны отражать и местоположение автомобиля, и позволять ему знать, что находится дальше, за поворотом, чего не могут обеспечить камеры и сенсоры. Тогда автомобиль сможет выстраивать не реактивную, а проактивную стратегию вождения, говорит Алекс Манган (Alex Mangan), руководитель продуктового маркетинга Here.

Для тестирования своих беспилотных автомобилей Google, например, предварительно сам строит детальные 3D-карты на пилотных маршрутах, учитывающие даже небольшие особенности дорог. Для сбора данных, на основе которых будет строиться карта, сотрудники компании предварительно специально ездят по дорогам. В случае с тестовыми маршрутами это посильная задача, однако, когда требуется создать карты для дорог протяженностью в миллионы километров, она выглядит сложно реализуемой. Особенно с учетом того, что однажды созданные карты необходимо поддерживать и обновлять – картина на дорогах может меняться очень часто.

В феврале 2017 года производитель решений для беспилотных автомобилей Mobileye и BMW объявили о подобном сотрудничестве. Его целью является сбор картографических данных для самоуправляемых машин. Автомобили BMW 2018 модельного года будут оснащаться камерами и софтом MobilEye для сбора информации, необходимой для обновления цифровых карт высокого разрешения.

С целью ускоренного создания и обновления карт BMW и Mobileye будут передавать данные, генерируемые в рамках партнерства, компании Here. Алекс Манган из Here полагает, что индустрия должна объединиться вокруг идеи обмена данными – это может ускорить распространение технологии беспилотного вождения. Помимо BMW, компания планирует договариваться и с другими производителями автомобилей об аналогичной передаче данных, включая Audi и Mercedes.

Киберугрозы – один из вызовов для любых подключенных устройств, включая автомобили. Глава телекоммуникационной компании SoftBank Масаеси Сон (Masayoshi Son) в конце февраля 2017 года приводил данные, что число кибератак на объекты с интернет-подключением выросло в четыре раза в 2016 году по сравнению с 2015 годом.

В случае с автомобилями это особая причина для беспокойства, так как в результате действий злоумышленников могу пострадать люди. Теоретически, хакер может взломать сеть, остановить передачу данных, выключить тормоза или просто остановить машину.

В середине 2015 года, например, специалисты по компьютерной безопасности Центра передовых технологий Uber обнаружили уязвимость в программном обеспечении автомобиля Jeep, благодаря которой смогли осуществить удаленный доступ к некоторым системам автомобиля: кондиционеру, стеклоочистителям, аудиосистеме и тормозам.

Кибер-инциденты – это проблема для любого автопроизводителя в мире. Это вопрос общественной безопасности, – отмечала ранее Мэри Барра, гендиректор General Motors.

В компании Argus, специализирующейся на средствах киберзащиты для автомобилей, считают, какой-то единый продукт не может подойти для этих целей: различные решения, предназначенные для разных частей подключенного автомобиля, должны интегрироваться между собой, чтобы была обеспечена полная защита.

Автопроизводители и производители решений для автомобилей инвестируют в развитие этого направления кибербезопасности. Ряд автопроизводителей, включая Tesla, Fiat Chrysler и General Motors, создали специальные программы поощрения лиц, которые сообщат о брешах в безопасности систем своих машин.

В 2016 году производитель решений для автомобилей Harman приобрел израильскую технологию кибербезопасности TowerSec для своего защищенного от взлома программного обеспечения. В том же году инвестиции для развития технологий автомобильной киберзащиты получил другой израильский стартап – Karamba Security.

Психолог Школе экономики в Тулузе Жан-Франсуа Бонефон (Jean-Francois Bonnefon) и его коллеги говорят [1] , люди в целом поддерживают идею, что в критической ситуации автомобиль должен врезаться в стену или еще каким-то образом пожертвовать водителем, чтобы спасти большее число пешеходов. При этом те же самые люди хотят ездить в автомобилях, которые защищают водителя любой ценой, даже если это повлечет смерть пешеходов.

Такой конфликт ставит в сложное положение производителей компьютеризированных автомобилей, отмечает Бонефон. Между автомобилем, который запрограммирован на благо для большинства и который запрограммирован для самозащиты пассажира, покупатели в подавляющем большинстве выберут второе.

Существует много сценариев экстренных ситуаций, когда автомобилю придется сделать выбор, кем пожертвовать

Авторы исследования о социальной дилемме автономных автомобилей, опубликованного в журнале Science в 2016 году, полагают, что в это области есть и другие сложные моральные вопросы. Автономным автомобилям придется в экстренных ситуациях принимать решения, последствия которых заранее нельзя предсказать. Допустимо ли, например, запрограммировать машину на то, чтобы она избежала столкновения с мотоциклистом, врезавшись в стену? Ведь у пассажира автомобиля в этом случае больше шансов выжить, чем у мотоциклиста, который столкнется с автомобилем.

Автономные автомобили могут произвести революцию в транспортной индустрии, но они ставят социальную и моральную дилемму, которая может затормозить распространение этой технологии, – считает Лиад Рован (Iyad Rahwan), ученый из Университета Калифорнии, один из авторов этого исследования.

Помимо технологических вызовов, для перехода к массовому использованию автономных автомобилей предстоит решить множество вопросов на уровне законодательного регулирования. Необходимы нормативные документы, определяющие основные технологические и юридические понятия в данной сфере, регулирование возможностей использования таких технологий в целом, ответственности в случае инцидентов с беспилотными автомобилями и др.

В том или ином виде нормативные документы в этой области уже представлены или разрабатываются в некоторых странах. Особенно продвинулась вперед здесь США. Невада еще в 2011 году стала первым штатом в стране, начавшим регулирование использования автономных транспортных средств на дорогах и вопросов, связанных с их страхованием, безопасностью и тестированием.

Условия передвижения беспилотных автомобилей разной степени свободы теперь уже законодательно закреплены в разных штатах США. В 2015 году губернатор Аризоны, США, подписал приказ, согласно которому беспилотные автомобили в штате регистрируются на тех же условиях, что и обычные машины. Никаких дополнительных требований к автономным машинам не предъявлялось. Кроме того, законы штата не запрещают испытание беспилотных автомобилей на дорогах.

В конце 2016 года губернатор штата Мичиган подписал пакет законов, который напрямую касается сферы беспилотных автомобилей и фактически легализуют их частное и коммерческое использование. Они позволяют продажу серийно выпускаемых беспилотных автомобилей, прошедших сертификацию, при этом автомобилям разрешено выезжать на дороги общего пользования без водителя за рулем и передвигаться в автоколоннах. Кроме того, на территории штата теперь разрешено использовать беспилотное такси.

В Британии в 2016 году начали подготовку поправок в законодательство, которые должны, во-первых, позволить страховать ответственность беспилотных машин, а во-вторых, обновить Дорожный кодекс (свод ПДД Великобритании) с учетом развития автономных транспортных средств.

Читайте также: